金属材料腐蚀与防护发展前景(2)

随着工业的发展，越来越多的大型工业装置、设备在高温、高压、高负荷应力、高热流、高质量流、多相流、强腐蚀性环境等苛刻的强化操作条件下工作。

这些因素的协同效应引起的腐蚀破坏，在很大程度上决定了工业装置、设备使用中的可靠性。

因此，以在美国休斯敦召开的国际腐蚀会议为主题的"以在低成本的投入条件下保证可靠性为目的的腐蚀抑制"和在英国剑桥和美国檀香山相继召开的以"腐蚀环境中的结构的寿命预测"为主题的国际会议，在腐蚀性环境中

工业装备可靠性受到腐蚀破坏决定性制约的例子层出不穷，军事装备可靠性一般也受到腐蚀破坏的约束，直接影响或丧失了它们的作战能力。

例如，1990年美国空军电子设备因腐蚀而故障的占其总数的20%。 同年，全世界与腐蚀相关的电子设备维护费用将达到50108美元，这个数字将与日俱增。

工作环境相对最好的空军电子设备的腐蚀仍然如此，更恶劣环境条件下的工业设备腐蚀的严重性显而易见。 实际上，如果大气中的污染性成分远远低于符合环境法规，电子设备就会被腐蚀破坏。

例如，大气中环保规定的二氧化硫和硫化氢的上限分别为1，00010-9和10，00010-9，而电子设备中不发生腐蚀的二氧化硫和硫化氢的安全浓度的上限分别为3010-9和1010-9

保障电子设备正常工作对环境腐蚀性的要求，远远超过保障人类健康对环境的要求。

5、防止金属腐蚀有哪些方法？

(一)非金属保护层。 涂料、涂装、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青、塑料、橡胶、聚酯等非金属物质涂在需要保护的金属表面，使金属与腐蚀介质隔离。

)2)金属保护层。 用耐腐蚀性高的金属或合金覆盖、覆盖被保护的金属表面的方法有电镀、喷镀、真空电镀等。 根据防腐的电化学性质，保护层分为阳极保护层和阴极保护层。 阳极保护层金属的标准电极电位低于基体金属，例如镀锌铁板中锌为阳极，铁为阴极。 保护层金属的标准电极电位高于基体金属。 例如镀锡铁板，锡为阴极，铁为阳极。 关于保护层隔离金属和环境的作用，两种保护层在原则上没有区别。 但是，如果保护层受损不完整，情况就不同了。 如上所述，阴极保护层以基体金属为阳极，引起点蚀。 镀锌铁板一样的阳极保护层。 在这种情况下，锌是阳极，基体金属铁是阴极，受到腐蚀的不是铁而是电镀锌。 在镀层受到相当大的破坏，无法起到保护基体金属的作用之前，基体金属会开始腐蚀。

)3)电化学保护。

牺牲阳极保护(连接标准电极电位低的金属和需要保护的金属，构成电池。 此时，需要保护的金属由于电极电位高而成为阴极，免受腐蚀。 另一种电极电位低的金属是阳极，会被腐蚀。 例如，在海上航行的船舶上，船底周围镶嵌着锌块。 此时，船体受到阴极保护，锌块被阳极代替船体腐蚀。 这个保保护阴极，牺牲了阳极，所以被称为阳极保。

阴极保护(这是通过施加电源来保护金属。 将需要保护的金属连接到负极，作为阴极免除腐蚀。 另外，取几个铁块连接正极，做成阳极使其腐蚀，实际上也是以牺牲阳极为代价的。 与上面的方法不同，这里是由外部电源而不是电池本身供电。 化工厂的酸性溶液贮槽和管道、地下水管、管线等，常用该方法防腐。

阳极保护(这也是通过施加直流电源来保护金属。 但是，将需要保护的金属接在正极上，使其成为正极。 这按理说应该加速金属的腐蚀。 但是，能够形成保护氧化膜的金属中，并不一定会加速金属腐蚀。 相反，在适当的正电位范围内，阳极的氧化作用变强，因此在金属表面形成完全的氧化膜层，金属被保护，腐蚀电流明显降低。 这种现象称为金属的电化学钝化。 阳极保护是指通过施加阳极电流使能够钝化的金属钝化并进行保护。

)4)缓蚀剂保护。

腐蚀抑制剂是一种化学物质，将其少量添加到腐蚀介质中，可以明显降低金属腐蚀的速度。 缓蚀剂用量少，简便经济，是常用的防腐手段。 缓蚀剂通常分为三类。

钝化剂：一般为无机强氧化剂。 例如铬酸盐、硝酸盐、钼酸盐等。 这些作用是使腐蚀介质具有更强的氧化性，使金属表面保持完全的氧化膜。 其作用和电化学阳极保护异曲同工。

有机缓蚀剂：含酸洗缓蚀剂和光刻胶油脂。 钢铁酸洗是许多加工过程中必不可少的预处理工序，其目的是去除钢铁表面的氧化物，但这一过程必然也会腐蚀金属本身。 为了减少金属的腐蚀，酸洗时必须加入缓蚀剂。 这种缓蚀剂通常有邻位和对位甲苯硫脲、丙基硫醚、双戊胺、甲醛、对甲酚等。 其作用机理是缓蚀剂普遍吸附在钢铁表面，阻碍了钢铁酸洗时引起腐蚀的电极反应。 某些缓蚀剂会提高氢的超电压，阻碍氢离子还原的阴极反应； 一些腐蚀抑制剂阻碍铁氧化为二价铁离子的反应，使阳极极化。 但认为缓蚀剂可以同时延缓阴极和阳极的反应，明显降低钢铁的腐蚀速度。

文章来源：《中国腐蚀与防护学报》 网址: http://www.zgfsyfhxb.cn/zonghexinwen/2022/1206/1300.html